越江地下广场的布置结构和施工方法_2

文档序号:9791542阅读:来源:国知局
I上下延伸,且工作井I的底端低于河道5的河床的底端;
[0060]S2、在工作井I底部进行地下广场2施工,地下广场2分别沿工作井I底部侧壁向四周延伸,本实施例中,地下广场2施工时沿工作井I底部的前侧壁向前延伸、以及沿工作井I底部的后侧壁向后延伸;
[0061 ] 步骤S2包括如下步骤:
[0062]S21、在工作井I底部的侧壁上钻孔,以获得第一冻结孔;
[0063]S22、向第一冻结孔中投入冻结管,并通过制冷系统向冻结管中输送冷却介质,以将冻结管周围的土体冻结,获得第一冻土体;
[0064]S23、挖取第一冻土体,以获得地下广场洞体;
[0065]S24、对地下广场洞体的内壁进行支护衬彻处理,以构成第一洞体内衬;
[0066]S3、沿地下广场2的侧壁进行主隧道3施工,主隧道3左右延伸、以横跨河道5下方区域,且主隧道3的左右两端分别与位于河道5左右两岸的地下广场2相通。
[0067]本发明越江地下广场的施工方法,通过在河道5的左右两岸向下构建工作井1,并在工作井I底部扩挖施工建成地下广场2,且在河道5下方构建与工作井I相通的主隧道3,从而实现在江河下方的地层中进行地下广场2施工,并将位于江河下方的区域有效地连通起来。
[0068]为防止上述第一洞体内衬外侧的第一冻土体融化后出现融沉变形,上述步骤S24还包括如下步骤:
[0069]S241、在完成支护衬彻处理后,停止向冻结管中输送冷却介质,待所述第一洞体内衬外侧的第一冻土体融化后,对第一冻土体融化区域进行注浆充填处理。
[0070]为使上述地下广场2的施工过程经济、有效,在进行地下广场2施工时,可按回次单元循序渐进的施工方式,每一回次单元的施工过程包括上述步骤S21?S24。第一冻结孔按上仰、水平、下俯三种角度呈梅花状布置,其孔深以第一冻土体强度能够保护所在回次单元施工稳定性为原则来确定。
[0071]为便于人们在河道5两岸的地层中的地下广场2间穿行,如图1所示,本发明中主隧道3有多条,同时,为便于人们在相邻两条主隧道3间穿行,本发明越江地下广场的施工方法还包括如下步骤:
[0072]S4、在相邻的两条主隧道3之间进行前后延伸的衔接通道4的施工,衔接通道4的前后两端分别与所述相邻的两条主隧道3相通。
[0073]本发明中多条主隧道3的间距按不小于3倍主隧道3的洞径控制,主隧道3的具体条数根据地下广场2的开发规模确定。同理,为了保证主隧道3和衔接通道4构成的骨干网络分布均匀,衔接通道4的间距仍按不小于3倍衔接通道4的洞径控制,衔接通道4的具体条数依据河道5的宽度来确定。
[0074]如图1所示,对应于地下广场2中央区位置的两条主隧道3可作为单向行人通道,且两条单向行人通道的行进方向相反,从而便于行人通过、以及安全管理。同时,本发明中多条主隧道3、以及多条衔接通道4共同构成连通网,从而使位于河道5下方的区域四通八达,进而使该区域能更有效地服务于人们的生活。
[0075]如图3所示,上述步骤S4包括如下步骤:
[0076]S41、沿主隧道3的侧壁向外进行钻孔,以获得第二冻结孔41 ;
[0077]S42、向第二冻结孔41中投入冻结管,并通过制冷系统向冻结管中输送冷却介质,以将冻结管周围的土体冻结,获得第二冻土体;
[0078]S43、挖取第二冻土体,以获得衔接通道洞体44 ;
[0079]S44、对衔接通道洞体44的内壁进行支护衬彻处理,以构成第二洞体内衬43。
[0080]为防止上述第二洞体内衬43外侧的第二冻土体融化后出现融沉变形,上述步骤S44还包括如下步骤:
[0081 ] S441、在完成支护衬彻处理后,停止向冻结管中输送冷却介质,待所述第二洞体内衬43外侧的第二冻土体融化后,对第二冻土体融化区域进行注浆充填处理。
[0082]上述步骤S22、以及步骤S42中,通过冷冻设备、并利用制冷剂将盐水冷却到-25°C?-30°C,以获得所述冷却介质。同时,本发明利用循环栗将_25°C?_30°C冷却盐水送入冻结管,且利用循环栗使从冻结管中流出的盐水回流至冷冻设备,从而实现冷却盐水的循环、持续供给。另外,本实施例中采用液态氨作为制冷剂;冻结管采用末端封闭的无缝钢管;为便于操作使用,冷冻设备安装在工作层面上。
[0083]上述步骤S24、以及步骤S44中均采用浇筑混凝土的方式进行支护衬彻处理。同时,由于本发明中利用上述_25°C?-30°C冷却盐水对周围土体进行冻结后,被冻结的土体,即上述第一冻土体和第二冻土体,其冻面处的温度较低,通常低至-5°C?-10°C,因此,步骤S24、以及步骤S44中优选采用低温早强混凝土进行支护衬彻处理。
[0084]本发明通过将软土冻结为冻土,从而增加土体自身的强度和稳定性,并隔绝其与地下水的联系,如图3所示,第二冻土体占有区域面积大于待施工区,从而可在第二冻土体边缘的冻结壁的保护下进行地下空间工程的掘进、衬砌施工。因此,冻结壁实质上是一种临时支护结构。
[0085]如图3所示,上述步骤S41中,第二冻结孔41按上仰、水平、下俯三种角度呈梅花状布置,其中水平方向的多组第二冻结孔41,其两端分别与两条主隧道3连通;而上仰、下俯方向的第二冻结孔41,其开孔端处在衔接通道4的两端。
[0086]为便于施工,如图4所示,本实施例中工作井I的平面几何形状为矩形。
[0087]如图4所示,上述步骤SI包括如下步骤:
[0088]S11、开挖位于工作井I预加工区域外周的深槽11 ;
[0089]S12、在所述深槽11内置入钢筋笼;
[0090]S13、在钢筋笼内自下而上灌筑混凝土,直至获得在水平截面上呈封闭式的工作井墙壁;
[0091]S14、将工作井墙壁内的土体挖除,从而获得工作井I。
[0092]上述步骤Sll中,可采用专用机械挖槽抓斗开挖深槽11。为便于施工,在步骤S13中,可采用分段施工方式来获得在水平截面上呈封闭式的工作井墙壁,即封闭式的工作井墙壁由多段工作井墙壁围成,每段工作井墙壁的施工方法采用上述步骤S11、步骤S12、以及步骤S13中在钢筋笼内自下而上灌筑混凝土,包括灌筑水下混凝土,再依次循环并最终完成多段工作井墙壁的施工。同时,本发明中工作井墙壁由混凝土构成,从而具有防渗、挡土、承重和支撑等功能。另外,在开挖深槽11过程中借助泥浆可对深槽11的侧壁起到防护作用,以防止深槽11变形或坍塌。
[0093]由于工作井墙壁由混凝土构成,因此,在进行上述步骤S21之前,需先切割位于工作井I底部的工作井墙壁,且在工作井墙壁的切割处现浇若干根钢筋混凝土柱状支撑,特别需要在工作井墙壁的转角部位现浇钢筋混凝土柱状支撑,用以保证地下广场2的空间结构稳定以及后序施工作业的安全性。
[0094]上述步骤S3中利用盾构机进行主隧道3施工,所述盾构机带有护罩。本发明利用盾构机进行主隧道3施工的具体步骤如下:
[0095]S31、土层开挖,即利用盾构机前端的刀盘切割土体,并利用其他设备将切割下的土体运出;
[0096]S32、推进纠偏,即利用盾构机尾部已安装的衬砌块作为支撑点,并利用千斤顶推动盾构机前进;
[0097]S33、衬砌拼装,即依次拼装盾构机尾部的预制混凝土衬砌块,以组成隧道管片,并构成主隧道墙壁;
[0098]S34、衬砌压注,即充填盾构机尾部与隧道管片之间的空隙。
[0099]上述盾构机的外壳和隧道管片具有支承四周软土,防止隧道内
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